包括薄膜集流体的全固态电池及其制造方法与流程

1.本技术要求于2020年7月23日提交的韩国专利申请no.2020-0091625的优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
2.本发明涉及包括薄膜集流体的全固态电池及其制造方法。更具体地，本发明涉及一种包括薄膜集流体的全固态电池及其制造方法，其中由于使用了薄膜集流体，因此减小了集流体和固态电解液之间的界面电阻，同时增加了全固态电池的总容量。


背景技术：

3.使用电解质溶液的二次电池的寿命由于电解质溶液在充电和放电期间的消耗而减小，或者二次电池由于电解质溶液的泄漏或燃烧而过热或爆炸。
4.为了提高二次电池的安全性，已经考虑了各种方法，例如提供安全装置，例如保险丝或保护电路。为了解决上述问题，已经提出了使用固态电解液代替液态电解液的全固态电池。
5.与常规二次电池不同，全固态电池被配置为使得正极和负极形成在包括固态电解液的固态电解液层的相反表面上，并且固态电解液层还用作隔膜。
6.由于全固态电池使用固态电解液代替液态电解液，因此没有由于温度变化引起的电解质溶液的蒸发或者没有由于外部冲击引起的电解质溶液的泄漏，由此全固态电池对于爆炸和火灾的爆发是安全的。然而，由于全固态电池具有比使用液态电解液的二次电池更低的离子导电率，并且不易在正极、负极和固态电解液层之间形成界面，因此界面电阻高。由于这些问题，全固态电池具有寿命短和输出低的缺点。
7.图1是常规全固态电池的示意图。
8.从图1可以看出，常规锂二次电池包括正极10、固态电解液层20和负极30，正极10包括正极集流体11和通过涂覆形成在其相反表面上的正极活性材料层12，负极30包括负极集流体31和通过涂覆形成在其相反表面上的负极活性材料层32。为了增加锂二次电池的总容量，与图1不同，负极可通过单独的负极集流体或在没有单独的负极活性材料层32的情况下而用作锂镀覆和剥离机制。
9.在传统的锂二次电池中，为了减小正极10和固态电解液层20之间以及固态电解液层20和负极30之间的界面电阻，从上方和下方对电池施施压力f。在正极10、固态电解液层20和负极30不均匀的情况下，仅通过施压难以减小界面电阻，并且在充电期间在具有不同界面电阻的部分处可能发生由于锂枝晶的生长引起的短路。特别地，在充电期间沉积的锂的量与正极的容量的增加成正比地增加以实现高能量密度，由此短路发生概率增加。
10.此外，为了增加电池的能量密度，对使用li镀覆/剥离的电池的研究已经连续进行。通常，所使用的集流体具有约10μm的厚度，因此有必要通过额外的减薄工艺来进一步减小集流体的厚度，以便增加能量密度。
11.在专利文件1中，为了提高导电率、电子导电率和锂离子导电率，对包括正极、固态电解液层和负极的堆叠体施压。然而，该专利文献没有公开防止在充电期间由于锂枝晶导
致的单元电芯的电芯短路现象。
12.在专利文献2中，为了减小界面电阻，对包括正极、固态电解液层和负极的堆叠体施压。然而，该专利文献没有公开为了提高单元电芯的安全性而减小在充电期间由于锂枝晶引起的应力。
13.(现有技术文献)
14.(专利文件1)日本专利公开号2018-181451(2018.11.15)
15.(专利文件2)日本专利公开号2019-200890(2019.11.21)


技术实现要素：

16.技术问题
17.本发明是鉴于上述问题而完成的，本发明的目的是在使用薄膜集流体作为集流体的同时减小具有集流体的电极与固态电解液层之间的界面电阻。
18.本发明的另一个目的是通过使用薄膜集流体来增加电池的容量尺寸比。
19.技术方案
20.为了实现上述目的，根据本发明的全固态电池包括正极、固态电解液层和负极，其中正极或负极由厚度小于5μm的集流体构成，并且集流体设置为直接面对固态电解液层。
21.集流体可以包括对锂具有高亲和性的金属。
22.此时，对锂具有高亲和性的金属可以是选自由包括au、ag、pt、zn、si和mg的金属和包括cuo、zno、coo和mno的金属氧化物组成的组中的至少一种。
23.此时，优选集流体可以不包括锂金属。
24.集流体可以与固态电解液层一起进行热处理。
25.此外，集流体可以通过沉积工艺和转移工艺形成。
26.全固态电池可以是不使用锂的电池，如镍镉电池、镍锰电池、镍氢电池或金属空气电池。
27.本发明提供了一种制造全固态电池的方法，该方法包括s1)在离型膜(release film)上沉积用于集流体的金属以形成集流体，以及s2)将步骤s1)的集流体转移到固态电解液层并进行热处理以形成电极组件。
28.此外，该方法可包括在步骤s2)之后或在步骤s2)的热处理之前移除离型膜。
29.此外，在步骤s2)中，可以同时进行转移和热处理。
30.可以涂覆或处理离型膜的其上沉积有金属的表面。
31.步骤s1)中的沉积可以使用真空沉积法、化学沉积法、化学气相沉积法和物理沉积法中的一种进行。
32.本发明提供一种包括上述全固态电池的电池模块或电池组。此外，本发明提供一种其中安装有全固态电池的装置。
33.在本发明中，可以从上述结构中选择并组合彼此不冲突的一个或更多个结构。
34.有益效果
35.从上面的描述可以明显看出，在根据本发明的全固态电池中，薄膜集流体与固态电解液层一起被热处理，由此减小了界面电阻，因此改善了全固态电池的性能。
36.此外，集流体的厚度小，由此增加了全固态电池的容量尺寸比。
附图说明
37.图1是常规全固态电池的示意图。
38.图2是根据本发明的全固态电池的示意图。
39.图3是根据本发明的全固态电池制造方法的示意图。
具体实施方式
40.现在，将参考附图详细描述本发明的优选实施例，使得本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实现本发明的优选实施例。然而，在详细描述本发明的优选实施例的操作原理时，当合并于此的已知功能和配置的详细描述可能使本发明的主题模糊时，将省略该详细描述。
41.此外，在整个附图中使用相同的附图标记来表示执行类似功能或操作的部件。在整个说明书中一个部件被称为连接到另一个部件的情况下，不仅该一个部件可以直接连接到另一个部件，而且该一个部件可以经由又一个部件间接连接到另一个部件。此外，包括某一元件并不意味着排除其他元件，而是意味着可以进一步包括这些元件，除非另有说明。
42.此外，通过限制或添加来体现元件的描述可应用于所有发明，除非特别限制，并且不限制特定发明。
43.此外，在本发明的说明书和本技术的权利要求书中，除非另有说明，否则单数形式旨在包括复数形式。
44.此外，在本发明的说明书和本技术的权利要求书中，“或”包括“和”，除非另有说明。因此，“包括a或b”是指三种情况，即包括a 的情况、包括b的情况以及包括a和b的情况。
45.此外，所有数值范围包括最低值、最高值和其间的所有中间值，除非上下文另有明确指示。
46.根据本发明的全固态电池包括正极、固态电解液层和负极，其中正极或负极由厚度小于5μm的集流体构成，并且集流体设置为直接面对固态电解液层。
47.图2是根据本发明的全固态电池的示意图。
48.在根据本发明的全固态电池中，正极100可以由厚度小于5μm的正极集流体110构成，其中正极集流体110可以设置成直接面对固态电解液层200，负极可以由厚度小于5μm的负极集流体300构成。其中，负极集流体300可以设置为直接面对固态电解液层200。另选地，正极100和负极均可由厚度小于5μm的电极集流体构成，其中电极集流体可设置成直接面对固态电解液层200。在下文中，将参照图2基于薄膜集流体仅用于负极的情况给出描述，但是薄膜集流体不可用于正极和负极两者。显然，薄膜集流体可以应用于正极。
49.如图2所示，根据本发明的全固态电池由正极100、固态电解液层200和负极构成，正极100包括正极集流体110和通过涂覆形成在其至少一个表面上的正极活性材料层120构成，负极由负极集流体300构成。在一种情况下，正极可以包括正极集流体110和设置为面向固态电解液层200的正极活性材料层120，并且负极可以由涂覆到负极集流体300的至少一个表面的负极活性材料层构成。在另一种情况下，正极和负极均可由电极集流体构成。
50.例如，正极100可以使用将由正极活性材料颗粒、导电剂和结合剂构成的正极活性材料的正极混合物涂覆到正极集流体110以形成正极活性材料120层的方法来制造。填料可以根据需要进一步加入到正极混合物中。另外，与图2不同，仅正极集流体110可用于正极。
51.通常，正极集流体110被制造为具有3μm至500μm的厚度。然而，在仅将正极集流体110与固态电解液层一起热处理的情况下，正极集流体110的厚度可以小于5μm。
52.正极集流体110没有特别限制，只要正极集流体表现出高导电性，同时正极集流体不会在应用正极集流体的电池中引起任何化学变化即可。例如，正极集流体可以由不锈钢、铝、镍或钛制成。另选地，正极集流体可以由铝或不锈钢制成，其表面用碳、镍、钛或银处理。具体地，可以使用铝。集流体可以具有形成在其表面上的微尺度不平坦图案，以增加对正极活性材料的粘附力。正极集流体可以被配置为各种形式中的任一种，例如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体和无纺布体。
53.除了正极活性材料颗粒之外，包含在正极活性材料层120中的正极活性材料可以例如由层状化合物(如锂镍氧化物(linio2))或被一种或更多种过渡金属取代的化合物；由化学式li
1 x
mn
2-x
o4(其中x＝0至0.33)表示的锂锰氧化物或诸如limno3、limn2o3或limno2的锂锰氧化物；锂铜氧化物(li2cuo2)；氧化钒，例如liv3o8、life3o4、v2o5或cu
2v2
o7；由化学式lini
1-xmx
o2表示的镍位锂镍氧化物(其中，m＝co、mn、al、cu、fe、mg、b或ga，且x＝0.01至0.3)；由化学式limn
2-xmx
o2(其中m＝co、ni、fe、cr、zn或ta，且x＝0.01至0.1)或化学式li2mn3mo8(其中，m＝fe、co、ni、cu或zn)表示的锂锰复合氧化物；limn2o4，其中化学式中的一部分li被碱土金属离子替代；二硫化物化合物；或fe2(moo4)3构成。然而，本发明不限于此。
54.正极活性材料层120可以位于正极集流体110的至少一个表面上。在用根据本发明的集流体代替正极集流体110的情况下，正极活性材料层120可仅位于正极集流体110的面向固态电解液层200的表面处。
55.通常添加导电剂，使得导电剂占包括正极活性材料的混合物的总重量的0.1重量％至30重量％。对导电剂没有特别的限制，只要导电剂表现出高导电性而不会在应用导电剂的电池中引起任何化学变化即可。例如，石墨，如天然石墨或人造石墨；炭黑，例如乙炔黑、科琴黑、槽法炭黑、炉黑、灯黑或热炭黑；导电纤维，例如碳纤维或金属纤维；金属粉末，如氟化碳粉、铝粉或镍粉；导电晶须，例如氧化锌或钛酸钾；导电金属氧化物，例如氧化钛；或导电材料，例如聚亚苯基衍生物，可用作导电剂。
56.包含在正极100中的结合剂是有助于活性材料与导电剂之间的结合和与集流体的结合的组分。基于包括正极活性材料的混合物的总重量，结合剂通常以0.1重量％至30重量％的量添加。作为结合剂的示例，可以使用聚偏二氟乙烯、聚乙烯醇、羧甲基纤维素(cmc)、淀粉、羟丙基纤维素、再生纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、磺化乙烯-丙烯-二烯三元共聚单体、苯乙烯丁二烯橡胶、氟橡胶和各种共聚物。
57.有机固态电解液或无机固态电解液可用于固态电解液层200。然而，本发明不限于此。此外，固态电解液层200还可包括结合剂，例如聚四氟乙烯(ptfe)。
58.例如，聚乙烯衍生物、聚环氧乙烷衍生物、聚环氧丙烷衍生物、磷酸酯聚合物、多聚赖氨酸、聚酯硫化物、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯或含有离子解离基团的聚合物可用作有机固态电解液。
59.作为示例，无机固态电解液可以是硫化物类固态电解液或氧化物类的固态电解液。
60.例如，li的氮化物或卤化物，如li
6.25
la3zr2a
10.25o12
、li3po4、li
3 x
po
4-xnx
(lipon)、
li3n、lii、li5ni2、li3n-lii-lioh、lisio4、lisio
4-lii-lioh、li2sis3、li4sio4或li4sio
4-lii-lioh可以用作氧化物类的固态电解液。
61.在本发明中，对硫化物类固态电解液没有特别限制，并且锂电池领域中使用的所有已知的硫化物类材料都是可用的。市场上的产品可用作硫化物类材料，或可使无定形硫化物类材料结晶以制造硫化物类材料。例如，结晶硫化物类固态电解液、无定形硫化物类固态电解液或其混合物可用作硫化物类固态电解液。存在硫-卤素化合物，硫-锗化合物和硫-硅化合物作为可用复合化合物的示例。具体地，可以包括硫化物(例如sis2、ges2或b2s3)，并且可以添加li3po4、卤素或卤素化合物。优选地，使用能够实现10-4
s/cm或更高的锂离子导电率的硫化物类电解液。
62.通常，包括li6ps5cl(lpscl)，硫代-lisicon(li
3.25
ge
0.25
p
0.75
s4)，li2s-p2s
5-licl、li2s-sis2、lii-li2s-sis2、lii-li2s-p2s5、lii-li2s-p2s5、lii-li3po
4-p2s5、li2s-p2s5、li3ps4、li7p3s
11
、lii-li2s-b2s3、li3po
4-li2s-si2s、li3po
4-li2s-sis2、lipo
4-li2s-sis，li
10
gep2s
12
、li
9.54
si
1.74
p
1.44s11.7
cl
0.3
和li7p3s
11
。
63.根据本发明的负极可仅由负极集流体300构成。另选地，在正极100仅由正极集流体110构成的情况下，可以使用在负极集流体300的至少一个表面上涂覆有负极活性材料的负极。
64.在将具有涂覆到负极集流体的至少一个表面的负极活性材料的负极用作负极的情况下，通常将负极集流体300制造成具有3μm至500μm的厚度。负极集流体300没有特别限制，只要负极集流体表现出高导电性，同时负极集流体不会在应用负极集流体的电池中引起任何化学变化即可。例如，负极集流体可以由铜、不锈钢、铝、镍、钛或塑料碳制成。另选地，负极集流体可以由铜或不锈钢制成，其表面用碳、镍、钛或银或铝-镉合金处理。此外，负极集流体可以具有以与正极集流体110相同的方式形成在其表面上的微尺寸不平坦图案，以增加负极活性材料的粘附力。负极集流体可被配置成各种形式中的任一种，例如膜、片、箔、网、多孔体、泡沫体和无纺布体。
65.作为负极活性材料，例如可以使用碳，例如非石墨化碳或石墨类碳；金属复合氧化物，例如li
x
fe2o3(0≤x≤1)，li
x
wo2(0≤x≤1)，sn
x
me
1-x
me'yoz(me：mn、fe、pb、ge；me’：al、b、p、si、周期表的1、2和3族元素，卤素；0《x≤1；1≤y≤3；1≤z≤8)；锂金属；锂合金；硅类合金；锡类合金；金属氧化物，例如sno、sno2、pbo、pbo2、pb2o3、pb3o4、sb2o3、sb2o4、sb2o5、geo、geo2、bi2o3、bi2o4或bi2o5；导电聚合物，例如聚乙炔；或li-co-ni类材料。
66.在仅负极集流体300用于负极的情况下，负极集流体300具有小于5μm的厚度，并且负极集流体300设置为直接面对固态电解液层200。
67.负极集流体300可以包括对锂具有高亲和性的金属。对锂具有高亲和性的金属可以是选自由金属(包括au、ag、pt、zn、si和mg)和金属氧化物(包括cuo、zno、coo和mno)组成的组中的至少一种。
68.由于负极集流体300包括对锂具有高亲和性的金属，因此可以调节在全固态电池中形成锂枝晶的位置。
69.负极集流体300可以与固态电解液层200一起进行热处理。在负极集流体300与固态电解液层200一起被热处理的情况下，负极集流体300与固态电解液层200之间的界面电阻减小。由于负极集流体300单独形成，然后与固态电解液层200一起热处理，因此负极集流
体300和固态电解液层200不会彼此反应。当然，负极集流器300可以直接沉积在固态电解液层200上。
70.正极集流体110或负极集流体300可以不包含锂金属。其原因在于，考虑到正极集流体110或负极集流体300的厚度小于5μm的事实，即使调整锂枝晶的形成，固态电解液层200也可能被损坏，因此可能发生短路。因此，全固态电池可以是不使用锂的全固态电池，如镍镉电池、镍锰电池、镍氢电池或金属空气电池。
71.图3是根据本发明的全固态电池制造方法的示意图。
72.如图3所示，根据本发明的全固态电池制造方法包括s1)在离型膜上沉积用于集流体的金属310以形成集流体的步骤，s2)将步骤s1)的集流体转移到固态电解液层200并进行热处理以形成电极组件的步骤，以及s3)从电极组件移除离型膜的步骤。
73.用于正极集流体或负极集流体的金属可以用作用于集流体的金属310。上文已经描述了可用作集流体的金属310的用于正极集流体的金属和用于负极集流体的金属，因此省略其描述。
74.所有已知的离型膜都可以用作离型膜。作为示例，可以使用任何离型膜，只要离型膜由具有低表面粗糙度并且能够容易地剥离的材料制成即可，使得当用于集流体的金属310沉积时离型膜不被损坏，并且当用于集流体的金属310被剥离时不留下残余物。例如，离型膜320可以由合成树脂制成，例如聚乙烯、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、或聚对苯二甲酸乙二醇酯、或金属箔。
75.离型膜的至少面对用于集流体的金属310的表面可以被涂覆或处理，使得当用于集流体的金属310被剥离时没有残留。表面重整处理(如等离子体处理或磺化处理)或剥离处理(如硅酮处理、长环烷基处理或氟处理)可用作表面处理的示例。此外，离型膜可以由通过热处理蒸发的材料制成，从而不执行从电极组件去除离型膜320的步骤s3)。
76.此外，离型膜的相反表面处的粘附力可以彼此不同，使得容易执行剥离用于集流体的金属310的过程。离型膜的面对用于集流体的金属310的表面处的粘合力可低于离型膜的相对表面处的粘合力。
77.步骤s1)中的沉积可以使用真空沉积法、化学沉积法、化学气相沉积法、物理沉积法、物理气相沉积法、热沉积法、电子束蒸发法或溅射法进行。然而，本发明不限于此，可以使用本发明所属领域中使用的各种沉积方法。
78.在步骤s2)中，将集流体转移到固态电解液层200，然后进行热处理以形成电极组件。此时，可以同时进行转移和热处理。转移可以使用辊压机进行。此时，辊压机可以同时进行加热和施压。
79.此时，施加到集流体和固态电解液层200的温度可以为40℃至200℃，具体地100℃至150℃。在温度低于40℃的情况下，不能实现集流体与固态电解液层200之间的期望程度的接触，这是不期望的。在温度高于200℃的情况下，粘合力可能减小，或者固态电解液层200可能由于副反应引起的材料变性或结合剂性能的降低而变形，这也是不期望的。
80.热处理时间可为约6小时至48小时，具体地约12小时至24小时。在时间小于6小时的情况下，热处理导致的改善效果可能不显著，这是不希望的。在时间大于48小时的情况下，可加工性可能降低，这也是不希望的。
81.用于施压的压力可为约1吨至约3吨，具体地约1.5吨至约2吨。在压力大于3吨的情
况下，固态电解液层可能被损坏。在压力小于1吨的情况下，减小集流体和固态电解液层200之间的界面电阻的效果可能不明显。
82.施压时间可为约1分钟至约24小时。最优选的施压时间范围可以是约1.5分钟至约2.5分钟。在施压时间大于24小时的情况下，固态电解液层200可在结构上变形。在施压时间小于1分钟的情况下，减小集流体和固态电解液层200之间的界面电阻的效果可能不明显。
83.在步骤s3)中，从电极组件移除离型膜320。用于集流体的金属310可以在离型膜附接到与离型膜具有高粘合力的辊或基底的状态下被剥离。用于集流体的金属310可由于离型膜的面对用于集流体的金属310的表面与离型膜的相反表面之间的粘合力的差异而剥离。此外，如上所述，离型膜320可以由通过热处理蒸发的材料制成，使得离型膜在步骤s2)中通过热处理蒸发。
84.在下文中，将通过实验例基于根据本发明的示例与根据现有技术的比较例之间的比较来描述本发明。
85.(实验例1)
86.将通过沉积在pet离型膜上涂覆银以具有1μm的厚度(制造例1)，通过沉积在pet离型膜上涂覆银以具有2μm的厚度(制造例2)，通过沉积在pet离型膜上涂覆金以具有1μm的厚度(制造例3)，具有11μm的厚度的未沉积镍箔(制造例4)，厚度为10μm的未沉积的sus304箔(制造例5)在导电率方面彼此比较，结果示于下表1中。使用4点探针仪器测量每个尺寸为5
×
5cm2的样品的导电率。此时，将每个样品分割成25个部分，获得对于各个部分测量的值的平均电阻rs值，并且使用以下等式计算制造例1至制造例5中使用的每种材料的电阻率ρ
cal
。结果如下表1所示。
87.ρ
cal
＝rs×
厚度(μm)
88.导电率可以计算为电阻率ρ
cal
的倒数。可以看出，电阻率值越小，导电率越高。
89.在下表1中，ρ
bulk
表示在制造例1至制造例5中使用的每种材料的固有电阻率值。
90.[表1]
[0091] rs(ρ/t，ω/sq)厚度(μm)ρ
cal
(μω
·
cm)ρ
bulk
(μω
·
cm)制造例11.759x10-2
11.761.62制造例20.875x10-2
21.751.62制造例32.534x10-2
12.532.4制造例40.735x10-2
118.097.24制造例57.43x10-2
1074.372
[0092]
参考上表1，可以看出，使用上述等式计算的根据制造例1至制造例5的每种材料的电阻率ρ
cal
与其固有电阻率ρ
bulk
相似，由此电阻率ρ
cal
的计算值的可靠性高。
[0093]
如表1所示，当与使用普通镍集流体的制造例4的平均电阻相比时，将对锂具有高亲和性的银形成为薄膜的制造例1和制造例2比将金形成为薄膜的制造例4具有更相似的平均电阻值。
[0094]
特别地，厚度为1μm的银沉积在pet离型膜上的制造例1具有比制造例5的sus304集流体低得多的平均电阻，但是银的厚度非常小，因此制造例1表现出非常优异的导电性。
[0095]
因此，可以看出涂覆在pet离型膜上的银和涂覆在pet离型膜上的金中的每一个能够用作如镍或sus304的集流体。
[0096]
(实验例2)
[0097]
将制造例1的集流体和固态电解液层彼此结合，并且在热处理之前和在真空下在100℃下热处理12小时之后测量它们之间的界面电阻。结果示于表2中。
[0098]
通过以95：5的重量比将作为固态电解液的硫银锗矿(li6ps5cl)和作为结合剂的ptfe分散在苯甲醚并搅拌中以形成固态电解液层浆料，用该固态电解液层浆料涂覆pet离型膜，并在真空下在100℃下干燥该固态电解液层浆料12小时来制造固态电解液层。
[0099]
[表2]
[0100] 界面电阻(ω)热处理前7.2热处理后1.7
[0101]
(实验例3)
[0102]
在实验例3中，基于实验例1和实验例2，对根据示例1、比较例1和比较例2中的每一个的包括正极、固态电解液层和负极的全固态电池进行实验。
[0103]
将作为正极活性材料的ncm811(lini
0.8
co
0.1
mn
0.1
o2)、作为固态电解液的硫银锗矿(li6ps5cl)、作为导电剂的碳和作为结合剂聚合物的ptfe以77.5：19.5：1.5：1.5的重量比分散在苯甲醚并搅拌中以制造正极浆料。使用刮片将正极浆料涂覆到厚度为14μm的铝集流体上，并在100℃下真空干燥12小时以制造正极。
[0104]
将作为固态电解液的硫银锗矿(li6ps5cl)和作为结合剂聚合物的ptfe以95：5的重量比分散在苯甲醚中并搅拌以制造固态电解液层浆料。将固态电解液层浆料涂覆到pet离型膜上，并在真空下在100℃下干燥12小时以制造固态电解液层。
[0105]
依次堆叠根据示例1、比较例1和比较例2中的每一个的正极、固态电解液层和负极以制造电池。
[0106]
在实验例3中，全固态电池在60℃的条件下首次充电和放电一次(初始充电：4.25v，在cc中以0.05c充电，在0.01c切断，初始放电：在cc中以0.05c放电至3v)以测量输出效率和短路出现率。结果示于表3中。
[0107]
(示例1)
[0108]
在示例1中，使用根据制造例1的负极制造电极组件，并且在100℃下热处理电极组件12小时。
[0109]
(比较例1)
[0110]
在比较例1中，除了使用根据制造例4的厚度为11μm的镍堆叠作为负极之外，以与示例1相同的方式制造电池。
[0111]
(比较例2)
[0112]
在比较例2中，使用根据制造例1的负极制造电极组件，但不对电极组件进行热处理。
[0113]
[表3]
[0114][0115]
参考上表3，可以看出，根据示例1的经热处理的电池的充电和放电容量高于根据比较例2的未经热处理的电池的充电和放电容量，这是因为其界面电阻减小。此外，可以看出，由于集流体由对锂具有高亲和性的材料制成，所以在充电期间发生的短路发生率降低。
[0116]
此外，可以看出，当将根据示例1和比较例1的集流体彼此比较时，根据示例1的集流体的厚度仅为根据比较例1的集流体的厚度的约9％，因此根据示例1的电芯的厚度小于根据比较例1的电芯的厚度。此外，可以看出，当正极的厚度为50μm且固态电解液层的厚度为30μm时，根据示例1的电池的能量密度比根据比较例1的电池的能量密度高12.3％。
[0117]
此外，本发明提供一种包括全固态电池的电池模块或电池组以及包括该电池组的装置。电池组和装置在本发明所属领域中是公知的，因此将省略其详细描述。
[0118]
例如，该装置可以是膝上型计算机、上网本计算机、平板pc、移动电话、mp3播放器、可穿戴电子设备、电动工具、电动车辆(ev)、混合电动车辆(hev)、插电式混合电动车辆(phev)、电动自行车(e-bike)、电动踏板车(e-scooter)、电动高尔夫球车或能量存储系统。然而，本发明不限于此。
[0119]
本发明所属领域的技术人员将理解，基于以上描述，在本发明的范畴内各种应用和修改都是可能的。
[0120]
(参考符号的描述)
[0121]
10、100：正极
[0122]
11、110：正极集流体
[0123]
12、120：正极活性材料层
[0124]
20、200：固态电解液层
[0125]
30：负极
[0126]
31、300：负极集流体
[0127]
310：用于集流体的金属
[0128]
32：负极活性材料层
[0129]
320：离型膜
[0130]
f：压力
[0131]
工业实用性
[0132]
从上面的描述可以明显看出，在根据本发明的全固态电池中，薄膜集流体与固态电解液层一起被热处理，由此减小了界面电阻，因此改善了全固态电池的性能。
[0133]
此外，集流体的厚度小，由此增加了全固态电池的容量尺寸比。